Che materia stai cercando?

Fisiologia vegetale

Il documento è frutto della propria rielaborazione di appunti di lezione integrati con lo studio del materiale messo a disposizione dal docente (slides) e utilizzando come supporto lo studio del libro di testo "Fisiologia vegetale", di Lincoln Taiz Ed. 4. Sono inoltre presenti numerosi immagini esplicative.
Sono trattati i seguenti argomenti: la cellula vegetale; movimento dei soluti attraverso... Vedi di più

Esame di Fisiologia vegetale docente Prof. V. Lionetti

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

b) Forza motrice per la distensione cellulare: la pressione di turgore permette l’espansione cellulare e regola la morfologia

fogliare; es le foglie hanno un comportamento ortotropo grazie al vacuolo che dà sostegno

Tonoplasto: membrana semipermeabile lipoproteica bistratificata con spessore di 7-10 nm. Oltre ad un doppio strato

lipidico caratterizzato in minima parte da fosfolipidi mentre sono predominanti i GLICOLIPIDI (es. galattolipidi) presenta

proteine intramembrana, pompe protoniche, proteine canali ed enzimi; le proteine: importano ioni, trasferiscono acqua,

sostanze organiche, protoni verso l’interno.

3- accumulo di ioni e regolazione della loro concentrazione nel citoplasma e nell’apoplasto: il succo vacuolare ha un pH

acido si aggira intorno a pH 5 (più basso rispetto a quello del citoplasma che si aggira intorno a pH 7). Il succo vacuolare

mantiene questo pH grazie alle pompe protoniche che attraverso l’idrolisi dell’ATP e del pirofosfato inorganico forniscono

protoni al succo vacuolare acidificandolo. Sulla porzione anteriore del vacuolo ci sono gli antiporti (Mg2+, Ca2+, Cd2+) che

garantiscono il trasporto di ioni così da mantenere il ph5 del vacuolo e il ph7 del citosol. (entrano Ca2+, Mg2+; escono H+)

Accumulo di ioni: nel vacuolo si accumulano molti ioni inorganici la cui natura e quantità è dovuta al tipo di terreno su cui

cresce la pianta. Tutti gli ioni non immediatamente utilizzati vengono immagazzinati nel vacuolo mediante un trasporto

attivo mediato da speciali proteine trasportatrici a livello del tonoplasto. Nel vacuolo gli ioni rimangono in forma solubile o

sotto forma di cristalli di ossalato di calcio, in modo che il calcio venga reso insolubile e non entri nel metabolismo cellulare

quando non serve.

4- accumulo di metaboliti con funzione di riserva oltre all’acqua, ai sali inorganici (K+, Mg2+, Cl-), agli acidi organici (acido

citrico, malico), ai carboidrati, agli amminoacidi, ai lipidi e alle proteine.

Es. antocianina (metabolita II), 100% nel vacuolo

saccarosio, 50 % nel vacuolo

Alcuni enzimi sono specifici del vacuolo e per questo possono essere usati come marcatori molecolari.

Nel vacuolo sono conservate anche le sostanze che conferiscono colore

5- funzione di difesa: compartimentalizzazione per isolare i componenti tossici, che non sono così dannosi per la cellula; se

invece questa viene rotta (es dal predatore), il vacuolo si rompe e libera le sostanze tossiche che hanno un’azione

deterrente contro i predatori

6- funzione litica: i vacuoli hanno funzione analoga ai lisosomi delle cellule animali; le sostanze da smaltire arrivano al

vacuolo tramite vescicole di esocitosi. La presenza di idrolasi acide (peptidasi, glicosidasi) in piccoli vacuoli litici, fa sì che

esso venga considerato il più importante compartimento litico della cellula vegetale, responsabile della digestione delle

macromolecole di riserva e del riciclaggio dei componenti molecolari degli organuli. Importante anche nella morte

cellulare programmata, in cui gli enzimi vacuolari sono liberati nel citoplasma dove digeriscono il contenuto citoplasmatico

stesso; l’apoptosi è importante durante la senescenza (invecchiamento cellulare) e nella formazione delle tracheidi (tubi

vuoti in cui passa l’acqua).

Corpi proteici:

Vacuoli specializzati nell'accumulo di proteine, con funzione di riserva, delimitati da una singola membrana, sferoidali (1-

20μm). La localizzazione più comune è nei semi. Contengono anche K, Mg, S e tracce di una grande varietà di

oligoelementi e si formano dal RE o dal Golgi.

Si trovano principalmente nel seme e sono chiamati granuli di aleurone. E sono formati da 3 componenti:

.Globoide: fitina è la principale forma di deposito di fosforo in molti tessuti vegetali

.Cristalloide: proteine globulari

.Matrice amorfa: albumine (proteine più solubili)

Corpi oleosi o oleosomi: durante lo sviluppo del seme in questi organuli vengono accumulati oltre ad amido e proteine

grandi quantità di trigliceridi sotto forma di olio, che viene trasformato in zucchero quando è necessaria energia. Si

4

originano dal reticolo endoplasmatico come un’estroflessione; posseggono un solo strato fosfolipidico perché non c’è

bisogno di un doppio strato perché all’ interno è contenuto olio, che è idrofobico: i fosfolipidi sono orientati con le teste

polari verso la fase acquosa e le code lipofile verso il lume, sciolte nei lipidi. Sulla loro superficie troviamo delle proteine, le

oleosine, che prevengono la fusione degli oleosomi, in quanto non fanno in modo che questi si ingrandiscano e vadano

così ad occupare tutta la superficie citoplasmatica.

Microcorpi con funzione metabolica specializzata: compartimenti circondati da una sola unità di membrana. Questi sono:

-Perossisomi: organelli sferici (0,2 -1,7 μm) delimitati da una singola membrana che contiene una matrice granulare (o

fibrillare); sono capaci di creare perossidi di idrogeno. I perossisomi contengono uno o più enzimi che usano O2 per

rimuovere atomi di idrogeno da specifici substrati organici in una reazione ossidativa che produce H2O2: RH2 + O2 -> R +

H2O2. Sono sempre vicini a un mitocondrio e a un cloroplasto perché sono inoltre implicati nella fotorespirazione o ciclo C2:

quel processo metabolico respirativo che le foglie delle piante con ciclo C3 attuano in presenza di alte concentrazioni di

ossigeno (alta temperatura). Al termine del processo la pianta riesce a recuperare il 75% del carbonio che altrimenti

andrebbe perso: a temperature alte e quando la concentrazione di O2 è alta, uno degli enzimi responsabili della fissione

della CO2, invece di fissarla reagisce con l’O2, in questo modo non si crea energia; la fotorespirazione invece permette di

recuperare l’energia che non riesce a sfruttare grazie ai perossisomi.

I ruoli e le caratteristiche dei microcorpi dipendono dal tessuto in cui si trovano:

-Nelle foglie delle piante C3 essi giocano un ruolo importante nella fotorespirazione (perossisomi fogliari) (ciclo C2);

-Nei semi oleosi in germinazione si chiamano gliossisomi

-Nei noduli delle leguminose sono coinvolti nel metabolismo delle sostanze azotate prodotte nella simbiosi (uricosomi)

-Gliossisomi: perossisomi specializzati in cui avviene la

degradazione degli acidi grassi durante la

germinazione dei semi oleosi; sono vicini agli

oleosomi.

Sono coinvolti nella gluconeogenesi cioè il processo

che mobilizza i lipidi convertendoli prima in acidi

grassi ed infine in saccarosio; il saccarosio infatti non

può essere prodotto nel seme attraverso la

fotosintesi.

Mitocondri: Hanno forma sferico-ellissoide e

dimensioni di circa 1μm. Sono pleiomorfici; il loro

numero per cellula varia da centinaia a migliaia questo dipende dal tipo di cellula, dal metabolismo e dallo stadio di

sviluppo. Contengono un loro Dna, il Dna mitocondriale.

Ipotesi endosimbiontica: le piante e i cianobatteri hanno un antenato in comune poiché entrambi convertono energia

luminosa in energia chimica. Sia i mitocondri sia i cloroplasti si dividono autonomamente per scissione binaria.

Plastidi: i precursori sono i proplastidi. Troviamo differenti tipologie in base alla funzione svolta:

-Cloroplasti: plastidi più importanti, forma ovale, per la fotosintesi e sono localizzati nel mesofillo.

Anatomicamente:

-membrana esterna

-spazio intermembrana 5

-membrana interna con liquido stromale; il compartimento si chiama stroma, e contiene delle strutture membranose, i

tilacoidi

-all’interno dei tilacoidi i filamenti si chiamano grana

-i grana sono collegati da lamelle stromatiche

-nel tilacoide c’è il lume tilacoidale dove si accumulano H+, che crea una differenza di concentrazione di H+ che porta

all’accumulo di ATP nello stroma

Nelle membrane dei grana ci sono enzimi fotosintetici e un pigmento, la clorofilla, che conferisce il colore verde; come i

mitocondri contengono il ptDNA in cui gli istoni sono assenti, e che codifica per circa 130geni, che insieme ai geni

provenienti dal nucleo fissano il carbonio, per formare i fotosistemi I e II, l’ATP sintetasi, per alcuni enzimi coinvolti nella

sintesi della clorofilla, quindi per svolgere la funzione del cloropasto.

-Cromoplasti: plastidi responsabili della colorazione dei frutti, fiori e radici; la colorazione dipende dalla combinazione di

caroteni e xantofille.

Es. licopene, metabolita secondario che conferisce il rosso al pomodoro

Origine dei cromoplasti, possono svilupparsi da:

.direttamente da proplastidi

.da ridifferenziamento dei cloroplasti in cromoplasti in base alle necessità fisiologiche

-Ezioplasti: contengono il precursore incolore della clorofilla (la protoclorofillide).

Origine degli ezioplasti: sviluppo da proplastidi e cloroplasti in assenza di luce; se riesposti alla luce si convertono in

cloroplasti. Sono presenti anche nei semi.

-Leucoplasti: plastidi incolore coinvolti nella sintesi di monoterpeni.

-Amiloplasti: plastidi non pigmentati, privi del sistema tilacoidale, contengono granuli di amido; sono comuni negli organi di

riserva e molto importanti nei semi.

In alcuni casi, come nella radice, gli amiloplasti possono fornire una funzione di gravity sensing perché nella cuffia radicale

sono presenti gli statoliti, amiloplasti specializzati che fanno estendere la radice verso il basso (risposta gravitropica).

Interconversione:

Citoscheletro: caratterizzato da 3 elementi:

.microtubuli: costituiti da tubulina importanti nel ciclo cellulare

.microfilamenti: costituiti dall’actina (proteina motrice); le proteine motrici consentono agli organuli di spostarsi

.filamenti intermedi 6

MOVIMENTO DEI SOLUTI ATTRAVERSO LA MEMBRANA PLASMATICA

Il movimento di una molecola attraverso una membrana dipende da:

• Il gradiente di concentrazione di quella molecola

• La permeabilità della membrana nei confronti di quella molecola

• Le forze elettriche, che dipendono da: differenza di potenziale e conduttanza elettrica

Ioni Quando ioni di carica opposta sono trasportati a velocità differente attraverso

una membrana cellulare con permeabilità selettiva si sviluppa sia un potenziale

chimico che un potenziale elettrico.

Consideriamo due soluzioni di KCl separate da una membrana; la diffusione

dallo scomparto A allo scomparto B avviene per ogni ione secondo il proprio

gradiente di potenziale chimico. Se le membrane sono più permeabili ai cationi,

gli ioni potassio diffondono più velocemente degli ioni cloro, e si sviluppa così

una separazione di cariche. Nelle cellule le membrane sono più permeabili al K+

e meno al Cl-, quindi il K+ diffonde più velocemente fuori dalla cellula

(scomparto A).

Comunque il potenziale di membrana di -100 milliVolts (mV) (quello delle cellule

vegetali) deriva dalla presenza di un solo anione extra su 10000 presenti

all’interno della cellula.

Il potenziale elettrico (differenza di carica) che si forma favorisce la diffusione del cloro, quindi i due ioni diffondono

quasi contemporaneamente (elettroneutralità); anche il gradiente di concentrazione alla fine collassa.

Se la membrana fosse permeabile solo al K+, la diffusione del potassio porterebbe cariche positive dall’altro lato della

membrana fino a quando all’equilibrio il potenziale elettrico di membrana bilancerebbe il gradiente di concentrazione.

Quando uno ione diffonde attraverso una membrana che separa due compartimenti caratterizzati da una differenza di

potenziale elettrico, la sua concentrazione all’equilibrio sarà diseguale nei due Compartimenti; quando la

concentrazione interna di uno ione è uguale a quella esterna, la forza dovuta al gradiente di concentrazione è nulla, e la

forza elettrica determina il movimento degli ioni; in questo modo si crea una differenza di concentrazione, bilanciata

dalla differenza di potenziale elettrico. Stabilitosi questo equilibrio sopraggiunge l’equazione di Nernst, che stabilisce

che all’equilibrio la differenza di concentrazione (forza motrice chimica) di uno ione tra due scomparti è bilanciata dalla

differenza di voltaggio (forza motrice elettrica); all’equilibrio, fra l’esterno e l’interno di una cellula i potenziali

elettrochimici per un dato ione saranno uguali:

µo = µi , o = out, i = in


PAGINE

63

PESO

4.12 MB

AUTORE

Iro7

PUBBLICATO

10 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

Il documento è frutto della propria rielaborazione di appunti di lezione integrati con lo studio del materiale messo a disposizione dal docente (slides) e utilizzando come supporto lo studio del libro di testo "Fisiologia vegetale", di Lincoln Taiz Ed. 4. Sono inoltre presenti numerosi immagini esplicative.
Sono trattati i seguenti argomenti: la cellula vegetale; movimento dei soluti attraverso la membrana plasmatica; acqua e trasporto idrico; assimilazione dell'azoto; metodo di analisi della parete cellulare; fotosintesi: le reazioni alla luce e le reazioni del carbonio; sintesi amido e saccarosio, e traslocazione nel floema; catabolismo nelle cellule vegetali; luce blu e rossa per lo sviluppo; ingegneria genetica nelle piante; citochinine, gibberelline e brassinosteroidi.
Tra gli argomenti trattati sono presenti anche le esercitazioni effettuate in classe.
Nel documento è riportata la divisione degli argomenti nei tre esoneri, in modo da rendere più facile lo studio.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze biologiche
SSD:
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Iro7 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisiologia vegetale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Lionetti Vincenzo.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Corso di laurea in scienze biologiche

Analisi di proteine - Elettroforesi e Western Blot
Dispensa
Nozioni: Appunti di Botanica Sistematica
Appunto
Produzione dell'estremità 3 degli RNA degli istoni
Dispensa
PRC, RT - PRC e ChIP
Dispensa